Mercedes разрабатывает умную батарею для электромобилей

Mercedes-Benz испытывает новую технологию Power Converter, изменяющую принцип работы тяговых батарей. Вместо совместного управления группами аккумуляторных ячеек система регулирует зарядку и отдачу энергии каждой из них отдельно. Такой подход может увеличить срок службы батареи, упростить ее конструкцию и сделать использование накопившейся энергии более гибким

В традиционных тяговых батареях тысячи ячеек объединяются в группы и модули. Система управления контролирует их напряжение и температуру, следит за уровнем заряда и защищает от перегрузки. В то же время ячейки, соединенные в одну группу, работают сообща. Мощность зарядки или отдачи энергии зависит от возможностей всей батареи, а не каждой ячейки по отдельности

В разработке Mercedes-Benz каждая ячейка получает свой небольшой преобразователь. Он контролирует его работу и регулирует поток энергии. Благодаря этому система может приспосабливать нагрузку к состоянию отдельных ячеек, а также использовать элементы с разной химией и степенью износа

Одна из главных проблем традиционных аккумуляторов – неравномерное старение ячеек 

Если отдельные элементы теряют емкость быстрее других, то они ограничивают возможности всей батареи. В некоторых случаях неисправность нескольких ячеек может привести к необходимости дорогостоящего ремонта или замене всего аккумуляторного блока

Power Converter должна решить эту проблему. Если отдельная ячейка выйдет из строя, ее преобразователь сможет отсоединить ее от общей системы. Батарея потеряет часть емкости, но продолжит работу без необходимости немедленной замены всего блока

Индивидуальное управление также открывает возможность использовать ячейки всех возрастов и химического состава в одной батарее. Преобразователи могут отдельно регулировать их нагрузку и параметры зарядки. Кроме того, выходное напряжение системы больше не будет зависеть непосредственно от количества последовательно соединенных ячеек

Более гибкое использование запаса энергии 

Еще одно преимущество разработки – возможность изменять доступную емкость батареи в зависимости от потребностей водителя. Например, для обычных поездок можно использовать только часть ячеек, оставляя оставшиеся в режиме ожидания. Перед дальним путешествием система сможет задействовать весь доступный запас энергии

Mercedes-Benz также предусмотрела двунаправленную передачу энергии. Преобразователи обеспечивают работу с переменным и постоянным током и позволяют передавать электроэнергию не только к электромобилю, но и в обратном направлении – например, к домашней электросети или внешней питающей сети

В компании считают, что Power Converter поможет повысить эффективность электромобилей и гибридов с подзарядкой от внешнего источника. В то же время, технология должна пройти еще немало испытаний. Ведь установление тысяч отдельных преобразователей увеличивает количество электронных компонентов и, следовательно, потенциальных причин неисправностей. Инженерам придется доказать, что преимущества индивидуального управления перевешивают сложность такой конструкции